智能監控在煤礦設備安全運行中的應用

陳國永

摘要：本文介紹了煤礦設備安全運行監控系統的發展趨勢以及建立井下設備監控系統的必要性，結合遠程控制自動灑水降塵裝置的研究，體現出煤礦設備安全運行監控的重要作用，對形成煤礦設備信息化數據庫，實施建立煤炭井下機電設備監控系統，對煤礦安全生產具有重要意義。

關鍵詞：遠程控制；運轉監控；灑水降塵

中圖分類號：TP39 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）07-0121-01

隨著國家對礦井安全生產、環境保護和職業病危害的重視，礦井粉塵濃度的危害也越來越受到關注，因此對礦井粉塵的防治要求也越來越高，礦井采掘工作面及礦井主要回風巷道，均需要按需或定期灑水降塵。

1 監控系統發展趨勢

隨著計算機的發展與普及，隧道機電監控系統逐漸引入了中心計算機系統，將各子系統聯為一體，其發展趨勢可歸結為四個方面[1-3]：

（1）網絡化。中心控制系統由多臺計算機構成，其中兩臺為服務器，其余為工作站，通過計算機局域網聯為一體，構成服務器-客戶機模式，其中服務器和工作站均為兩兩互備，冗余可靠，各工作站各司其職，服務器則進行全局數據存儲及網絡通訊服務，這樣可使系統達到很高的可靠性、實時性，滿足礦山機電監控系統信息量大，監控流程復雜的要求，同時管理計算機可為用戶提供大量運營管理資料。

（2）智能化。中心控制系統具有一定智能，可根據采集到礦山設備運行參數，然后根據現場反饋的參數不斷調整運營模式，從而達到礦山機電設備的最優運營方式。

（3）組態化。中心控制系統可方便地擴展，如擴展工作站，增加運營模式等，而這些均不需通過修改程序完成，只須用戶通過計算機導行修改數據庫及監控流程即可完成，極大地滿足了用戶現場工作需要。

（4）綜合化。中心控制系統不僅能提供對有關機電設備的監控，也能提供其運營資料信息，形成報表及記錄，供有關管理者決策使用，中心控制系統綜合管理各個子系統，使其聯合運作，充分發揮了機電設備的性能，在發生災害情況下迅速做出聯動操作，啟動迅速，可有效地幫助運營人員搶險救災。

2 建立井下設備監控系統的必要性

（1）提高井下設備的工作效率如果構建井下設備監控系統，工作人員就可以通過監控平臺清楚地了解井下機電的運行時長、設備基本指標等運作情況，并且可以良好的控制機電的運作，提高整體的工作效率，有效的節省煤炭井下工作的人力財力投入。通過對井下機電設備的監控，不僅可以了解機電的運行是否正常，還可以了解機電的工作進度，大概預算出機電完成任務的時間，有利于幫助工作人員根據監控平臺提供的數據制定工作計劃，計算投入比例，提高整個井下工程的工作效率。

（2）降低井下事故的發生，提高安全可靠性煤炭企業的井下設備事故發生幾率較高的原因之一就是井下設備運行系統缺乏合理的監控措施。如今井下工程事故的頻繁得到了社會越來越多的關注，由此引發的關于生產安全問題的討論也在不斷提醒我們追求經濟效益的同時也要注意保證安全是最根本的前提。我們在改善工作環境和增加經濟效益的同時提升井下設備的安全等級，就需要致力于研究、配套安裝合理的井下監控系統，以減少井下事故慘劇的發生。

3 遠程控制自動灑水降塵裝置

3.1 設計說明

針對安全監控系統具有遠程手動控制井下電氣設備供電開關的功能，可設計通過控制井下防爆電磁閥的供電開關來間接控制回風巷道中的灑水噴霧裝置，做到定時、定量及按需灑水降塵。

在實際案例應用中，可在礦井采區主要回風大巷中安設粉塵濃度傳感器，監控中心站接收由井下粉塵濃度傳感器反饋的數據，形成圖表，來確定井下巷道內的實時粉塵濃度的變化規律，據此來確定井下噴霧灑水裝置的開啟時刻及開啟時間的長短，達到最佳的降塵效果。

其中，可在KJ90N安全監控系統中設置當粉塵濃度傳感器達到一定值時，井下分站對電磁閥供電開關執行斷電動作，其控制電路由開路狀態切換為閉合狀態，電磁閥供電開關選用常閉狀態供電，隨即防爆電磁閥在供電狀態下打開管道通路，噴霧灑水裝置開始工作。

當粉塵濃度傳感器降低到某一值時，執行復電操作，電磁閥供電開關控制電路轉換為開路狀態，隨即防爆電磁閥失電，其控制的供水管路斷路，噴霧灑水裝置停止工作。

3.2 設備說明

（1）電磁閥需選用防爆型電磁閥，按現劉莊煤礦井下供水管路內壓力，應選擇工作壓力在4Mpa以上的電磁閥，例如KL523型防爆電磁閥；

（2）防爆電磁閥使用DC24V供電，根據現有條件，其供電電源可取自井下監控分站電源KDW660/24B（A），上級供電可使用井下動力電或照明綜保電路；

（3）電磁閥應盡量放置在巷道進風側，故安裝位置可選在礦井采區回風巷與膠帶、軌道大巷的聯巷進風側，噴霧灑水裝置放置在聯巷口前后20m范圍內，為此，供水管路可適當選用較長的4分或6分管路加工。

（4）電磁閥供電開關易選用控制電路閉合狀態供電，防塵工和監測工應定期對裝置進行檢查，防線電磁閥失電狀態無法將供水管道斷路的，應及時聯系更換或維修，避免因巷道積水造成安全隱患。

3.3 應用示例

本應用中的灑水噴霧裝置易選擇安裝在主要回風巷道內與進風巷道的聯巷口前后，在本礦實際應用中，可選擇安裝在西區2#回風石門距整流硐室聯巷口20m的位置，其電磁閥可安設在整流硐室聯巷中，供水管路可直接取自西區2#回風石門的閥門，電磁閥供電電源取自整流硐室配電點，井下監控分站中央變電所，粉塵濃度傳感器安設在2#回風石門東側。

4 結語

井下安全監測系統負責采集井下的安全數據指標，數據存儲系統負責把所收集的數據進行長時間的保存與處理，二者相輔相成，構成了一整套完整的安全監控體系，為井下工人的安全提供了進一步的保證，把公司的管理提高到現代化管理水平。

參考文獻

[1]張銀花.機電設備運轉監控及檢修預警系統的應用[J].中州煤炭，2011，（10）：103-104.

[2]謝國柱.礦山井下機電監控的特殊要求[J].科技資訊，2011，（23）：92-92.

[3]張廣明，涂善東，鞏建鳴.特種機電設備遠程監控若干關鍵技術研究[J].中國安全科學學報，2006，16（6）：135-140.endprint